SISMÓGRAFOS - 3

PRINCIPALES PARÁMETROS DE UN SENSOR

• frecuencia o periodo natural• constante de amortiguamiento• constante del generador• ruido interno• nº componentes

SISMÓMETROS MECÁNICOSSismógrafo mecánico y analógico Bosh-Omori, primer sismógrafo en México (1904) y sismógrafo Weickert 17.000 kg (1910). Los dos miden movimiento horizontal.

Ahora en el museo en Tacubaya.

Uno de los problemas de sismómetros mecánicos es el tamaño! Estos no son muy portatiles..

WOOD-ANDERSON (1925) Torsión T = 0.8 s (1.25 Hz) ganancia = 2050 (nominal 2800) registro óptico sobre papel fotográfico

La escala de Richter es basada en la amplitud medida en el dispositivo de Wood-Anderson!

OTROS SENSORESPuerta de jardín La Coste (1934)

Pendulo invertido (ca 1905)Resorte de hoja (STS-1)

WWSSN

ACCELERÓGRAFOS

• (o sensores de movimiento fuerte)• inicialmente sólo int. ingeniería • (sensores mecs. con ω0 ↑↑ y • reg. óptico; ~80-100 dB)

• habitualmente por disparo

• respuesta plana desde continuo (f = 0) • hasta lím. superior• por cambios estáticos generan • salida permanente• Nuevos sensores tienen h. 155 dB • (1-2 g – 10-1μm/s2) • interés también para movimientos débiles

2. EL SISMÓGRAFO

2.1 Sismógrafos analógicos y digitales2.2 Sismógrafos, acelerógrafos, inclinómetros, etc. 2.3 Sismómetros de banda ancha2.4 Calibración y curvas de respuesta2.5 Sismógrafos portátiles y sismógrafos permanentes 2.6 Telemetría de señales sísmicas.

•

ACCELERÓMETROS Y SISMÓMETROS DE FUERZA BALANCEADA

Sismómetros modernos tienen un sistema de retroalimentación. La fuerza inercial es compensada (o balanceada) por medio de una fuerza generada eléctricamente, de tal manera que la masa se mueve lo menos posible.. La fuerza de retroalimentación se produce por medio de un transductor de fuerza o “forcer”.

Tenemos dos parametros nuevos:G - GananciaR - Resistencia

El movimiento de la masa está controlado por dos fuerzas: la fuerza inercial debido a la aceleración del suelo y la fuerza negativa de retroalimentación. El circuito electrónico ajusta la fuerza de retroalimentación para anular la fuerza inercial. La señal de salida del transductor de desplazamiento es amplificada y reenviada al transductor de fuerza a través de la resistencia R.

El rango dinamico incrementa, por que la masa se mueve muy poco!

RESPUESTA DEL INSTRUMENTO PARA UN TRANSDUCTOR DE VELOCIDAD Y

ACCELERACIÓN

Displazamiento - Velocidad - Acceleración

SISMÓMETROS DE FUERZA BALANCEADA

Retroalimentación

EFECTOS EXTERNOS SOBRE EL SISMÓMETRO

• Efectos de inclinación

• Efectos barométricos por inclinación del sensor, variaciones en boyancia, cambios adiabáticos en temperatura, deformaciónes por presión.

• Efectos de temperatura

RUIDO EN LA TIERRA

•Dos rangos de periodos con menos ruido, 20-200 segundos y cerca de 1 segundo.

Shearer

RESPUESTA DE SENSORES DIFFERENTES

• Sensores mecánicos normalmente se enfocan en uno de los dos rangos de periodos con menos ruido.

• Sismómetros de banda ancha tienen una amplificación constante sobre un gran rango de frecuencias.

UNOS SISMÓMETROS Y SISTEMAS DE REGISTRO

MEDIDORES DE DEFORMACIÓN (STRAINMETERS)

• estudio f << sismómetros Miden procesos tectónicos (acumulación de esfuerzos, creep, sismos ‘silenciosos’, procesos volcánicos)

• ~ 100’s Hz - años

• d ~ mm (barras metal o Qz -Benioff, 1932-)

• hasta ~100’s m (interferometría láser ; LB)

• pozos (boreholes): medida Ø

INCLINÓMETROS• Miden deformación• tubo de agua (demasiado sensible a temperatura)• electrónicos (nivelación burbuja; poco sensible a

temp.)• monitoreo volcánico (inflación/deflación), taludes,

llenado presa

Ciclos de inflación-deflación en 1975-1984 del volcán Krafla (Islandia) Inclinómetro en Mauna Loa (Hawaii)

Dilatómetros cambios en volumen lleno de fluido (aceite de silicón) generalmente en pozoGPS

constelación de satélites envío y recepción de señal codificada (disponibil. selectiva) medición tiempos de llegada triangulación elevada precisión, + cuanto +t levantamiento desplazamientos relativos (respecto a SR) absolutos (posición punto en sup. terrestre) dos tipos de levantamiento y procesamiento: diferencial (↓t, ≥ 2 estacs) PPP (↑t -≥ horas-) (Precise Point Positioning)

OTROS METODOS PARA ESTUDIAR DEFORMACIÓN